傳感器單元、扭矩檢測(cè)器和電力轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器單元、扭矩檢測(cè)器和電力轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了檢測(cè)在車輛的電力轉(zhuǎn)向裝置的軸中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩，使用一種扭矩檢測(cè)器。該扭矩檢測(cè)器包括:永磁體，該永磁體固定到由扭桿連接的輸入軸和輸出軸中的一個(gè)軸；定子，該定子固定到輸入軸和輸出軸中的另一個(gè)軸，并且根據(jù)一個(gè)軸與另一個(gè)軸之間的扭轉(zhuǎn)角度引導(dǎo)磁通；以及傳感器單元，該傳感器單元將由定子引導(dǎo)的磁通轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以輸出電信號(hào)。
[0003]永磁體和定子單元由軸側(cè)殼體覆蓋。
[0004]傳感器單元包括:收集器，該收集器面向定子，并且集中地吸引由定子引導(dǎo)的磁通；磁力傳感器，該磁力傳感器將由收集器集中地吸引的磁通轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以輸出電信號(hào)；以及傳感器殼體，該傳感器殼體具有覆蓋這些接合器和磁力傳感器的外部的周壁，已將收集器和磁力傳感器保持在其中，并且固定到軸側(cè)殼體(見專利文獻(xiàn)KJP-A-2013-195333)) ο
[0005]收集器由傳感器保持，從而當(dāng)傳感器殼體固定到軸側(cè)外殼時(shí)，在收集器和定子之間形成適當(dāng)?shù)拈g隙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]包括傳感器單元的扭矩檢測(cè)器安裝在車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中，并且因此布置在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)室中。由于主要由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，發(fā)動(dòng)機(jī)室可能產(chǎn)生高溫，并且傳感器單元也暴露于該熱量。
[0007]傳感器單元的傳感器殼體由樹脂制成，并且因此常受熱量的影響。當(dāng)傳感器殼體的周壁由于熱量的影響而變形，并且外壁在定子的方向上擠壓收集器時(shí)，收集器與定子之間的間隙減小，由收集器從定子集中地吸引的磁通變得不同于在適當(dāng)間隙中集中地吸引的磁通。這可能影響檢測(cè)精度。
[0008]已鑒于上述情況作出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種傳感器單元、扭矩檢測(cè)器和電力轉(zhuǎn)向裝置，其中即使當(dāng)傳感器殼體接收熱量時(shí)也能夠防止或抑制由熱量對(duì)收集器的影響。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種傳感器單元，包括:收集器，該收集器面向引導(dǎo)磁通量的定子，在所述收集器與所述定子之間具有空隙，并且該收集器集中地吸引由所述定子引導(dǎo)的所述磁通；以及傳感器殼體，該傳感器殼體具有覆蓋所述收集器的外部的壁，并且保持所述收集器，其中間隙形成在所述收集器的相反表面與所述傳感器殼體的壁之間，所述收集器的所述相反表面與所述收集器的面向所述定子的表面相反。
[0010]在傳感器單元中，所述間隙可以形成在除了在所述收集器的縱向上的兩端以外的范圍中。
[0011]在傳感器單元中，所述壁的除了與所述收集器的所述兩端接觸的部分以外的部分形成為凹狀，從而形成了所述間隙。
[0012]在傳感器單元中，除了所述收集器的兩端以外的部分通過在遠(yuǎn)離所述壁的方向上彎曲而形成，從而形成了所述間隙。
[0013]另外，本發(fā)明的另一方面提供一種扭矩檢測(cè)器，包括:磁體，該磁體固定到相對(duì)旋轉(zhuǎn)并且同軸布置的兩個(gè)軸中的一個(gè)軸；定子，該定子固定到所述兩個(gè)軸中的另一個(gè)軸，并且根據(jù)所述一個(gè)軸與所述另一個(gè)軸之間的扭轉(zhuǎn)角度引導(dǎo)磁通；以及傳感器單元，該傳感器單元包括:收集器，該收集器面向所述定子，所述收集器與所述定子之間具有空隙，并且所述收集器集中地吸引由所述定子引導(dǎo)的所述磁通；以及傳感器殼體，該傳感器殼體具有覆蓋所述收集器的外部的壁，并且保持所述收集器，其中間隙形成在所述收集器的相反表面與所述傳感器殼體的所述壁之間，所述收集器的所述相反表面與所述收集器的面向所述定子的表面相反。
[0014]另外，本發(fā)明的另一方面提供一種電力轉(zhuǎn)向裝置，包括:檢測(cè)扭矩的扭矩檢測(cè)器，包括:磁體，該磁體固定到相對(duì)旋轉(zhuǎn)并且同軸布置的兩個(gè)軸中的一個(gè)軸；定子，該定子固定到所述兩個(gè)軸中的另一個(gè)軸，并且根據(jù)所述一個(gè)軸與所述另一個(gè)軸之間的扭轉(zhuǎn)角度檢測(cè)磁通；以及傳感器單元，該傳感器單元包括:收集器，該收集器面向所述定子，所述收集器與所述定子之間具有空隙，并且該收集器集中地吸引由所述定子引導(dǎo)的所述磁通；以及傳感器殼體，該傳感器殼體具有覆蓋所述收集器的外部的壁，并且保持所述收集器；電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)輔助所述一個(gè)軸和所述另一個(gè)軸中的一個(gè)的旋轉(zhuǎn)；以及控制器，該控制器基于由所述扭矩檢測(cè)器檢測(cè)的結(jié)果來控制所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，其中間隙，該間隙形成在所述收集器的相反表面與所述傳感器殼體的壁之間，所述收集器的相反表面與所述收集器的面向所述定子的表面相反。
[0015]根據(jù)所述傳感器單元，即使當(dāng)傳感器殼體接受熱量時(shí)，也能夠防止或抑制熱量對(duì)收集器的影響。
[0016]根據(jù)所述扭矩檢測(cè)器，即使當(dāng)傳感器殼體接受熱量時(shí)，也能夠防止或抑制熱量對(duì)收集器的影響。
[0017]根據(jù)所述電力轉(zhuǎn)向裝置，即使當(dāng)傳感器殼體接受熱量時(shí)，也能夠防止或抑制熱量對(duì)收集器的影響。
【附圖說明】
[0018]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)向裝置的示意構(gòu)造的圖；
[0019]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的扭矩傳感器(扭矩檢測(cè)器的實(shí)例)的構(gòu)造的分解透視圖；
[0020]圖3是示出扭矩傳感器的布置的截面圖；
[0021]圖4是傳感器單元的前視圖；
[0022]圖5是示出沿圖4中的線V-V截取的截面的截面圖；
[0023]圖6是沿圖4中的線V1-VI截取的截面的一部分的局部截面圖；
[0024]圖7是示出第二收集器的透視圖；以及
[0025]圖8是示出根據(jù)另一實(shí)施例的傳感器單元的前視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下文將通過參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)向裝置、扭矩檢測(cè)器和傳感器單元的實(shí)施例。
[0027]<電力轉(zhuǎn)向裝置100的示意說明>
[0028]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)向裝置100的示意構(gòu)造的圖。電力轉(zhuǎn)向裝置100(下文中有時(shí)簡(jiǎn)稱為“轉(zhuǎn)向裝置100”)是用于任意改變車輛的行駛方向的轉(zhuǎn)向裝置。在本實(shí)施例中，示例了在其中將轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)用于汽車的構(gòu)造。
[0029]轉(zhuǎn)向裝置100包括:轉(zhuǎn)向盤101，該轉(zhuǎn)向盤101由駕駛員操縱；以及轉(zhuǎn)向軸102，該轉(zhuǎn)向軸102與轉(zhuǎn)向盤101 —體地設(shè)置。轉(zhuǎn)向軸102與上連接軸103經(jīng)由萬向節(jié)103a連接，并且上連接軸103與下連接軸108 ( —個(gè)軸)經(jīng)由萬向節(jié)103b連接。
[0030]轉(zhuǎn)向裝置100包括:橫拉桿104，該橫拉桿104分別連接到用作滾輪的右和左前輪150 ；以及齒條軸105，該齒條軸105連接到橫拉桿104。轉(zhuǎn)向裝置100包括小齒輪106a，該小齒輪106a連同形成在齒條軸105中的齒條齒105a—起構(gòu)成了齒條與小齒輪機(jī)構(gòu)。小齒輪106a形成在小齒輪軸106 (另一軸)的下端上。
[0031]轉(zhuǎn)向裝置100具有轉(zhuǎn)向齒輪箱107，該轉(zhuǎn)向齒輪箱107容納小齒輪軸106。小齒輪軸106經(jīng)由在轉(zhuǎn)向齒輪箱107中的扭桿112同軸地連接到下連接軸108，并且小齒輪軸106和下連接軸108根據(jù)扭桿112的扭轉(zhuǎn)而相對(duì)地旋轉(zhuǎn)。扭桿112的扭轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于施加到轉(zhuǎn)向盤101的轉(zhuǎn)向扭矩T。
[0032]在轉(zhuǎn)向齒輪箱107中，設(shè)置了作為根據(jù)本發(fā)明的扭矩檢測(cè)器的實(shí)施例的扭矩傳感器109，該扭矩傳感器109基于下連接軸108與小齒輪軸106之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)施加到轉(zhuǎn)向盤101的轉(zhuǎn)向扭矩T。
[0033]轉(zhuǎn)向裝置100還具有:電動(dòng)機(jī)110，該電動(dòng)機(jī)110由轉(zhuǎn)向齒輪箱107支撐；以及減速機(jī)構(gòu)111，該減速機(jī)構(gòu)111減小電動(dòng)機(jī)110的驅(qū)動(dòng)力的速度，以將減小的速度傳到小齒輪軸106。此外，轉(zhuǎn)向裝置100包括控制器10，該控制器10控制電動(dòng)機(jī)110的操作。上述扭矩傳感器109的輸出值(由扭矩傳感器109檢測(cè)的結(jié)果)輸入到控制器10。
[0034]在上述構(gòu)造的轉(zhuǎn)向裝置100中，扭矩傳感器109檢測(cè)施加到轉(zhuǎn)向盤101的轉(zhuǎn)向扭矩T，控制器10基于檢測(cè)的轉(zhuǎn)向扭矩T控制電動(dòng)機(jī)110的驅(qū)動(dòng)，并且由電動(dòng)機(jī)110產(chǎn)生的扭矩傳輸?shù)叫↓X輪軸106。結(jié)果，由電動(dòng)機(jī)110產(chǎn)生的扭矩輔助駕駛員施加到轉(zhuǎn)向盤101的轉(zhuǎn)向力。
[0035]<轉(zhuǎn)扭矩傳感器109的構(gòu)造>
[0036]圖2是示出扭矩傳感器109的構(gòu)造的分解透視圖，并且圖3是示出扭矩傳感器109的布置的截面圖。如圖2所示，扭矩傳感器109包括:磁鐵環(huán)21和永磁體22 (磁體的實(shí)例)，該磁鐵環(huán)21和永磁體22固定到作為輸入軸的下連接軸108 ;第一定子31 (定子的實(shí)例)；第二定子32 (定子的實(shí)例)；定子保持器33 (定子保持部件的實(shí)例)；以及磁軛35，該第一定子31、第二定子32、定子保持器33和磁軛35固定到作為輸出軸的小齒輪軸106 ;以及傳感器單元40，該傳感器單元40集中地吸引由第一定子31和第二定子32引導(dǎo)的磁通，并且根據(jù)下連接軸108與小齒輪軸106之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度輸出電信號(hào)。
[0037]固定到小齒輪軸106的第一定子31、第二定子32、定子保持器33以及磁軛35整體地配置成一單元。該整體配置的單元在下文中參考為定子單元34。
[0038](輸入軸側(cè)的構(gòu)造:永磁體22等)
[0039]永磁體22通過將N極和S極交替布置在周向方向而形成為環(huán)形形狀，并且在周向上磁化。在根據(jù)本實(shí)施例的永磁體22中，以相等的角度安置了相同大小的八個(gè)N極和八個(gè)S極。
[0040]磁鐵環(huán)21由鐵材料形成為筒狀，并且永磁體